Justin Chambers est né le 11 juillet 1970, de parents d'origines Irlandaises et Allemandes.
Après une enfance passée dans la banlieue rurale de Springfield, Justin Chambers se rend en France à la fin de ses études secondaires. Remarqué par un agent Calvin Klein dans le métro parisien, il est engagé pour représenter le parfum Clavin Klein au cours d'une campagne qui le fera voyagé en Europe, au Japon et aux Etats-Unis. Il débute une fructeuse carrière de top-model qui le ramène aux Etats-Unis au début des années quatre-vingt-dix.
Après avoir pris la décision de poursuivre une carrière de mannequin, il déménage à New York oû il y étudiera durant 4 ans au H.B. Studios.
Tout en poursuivant ses activités de mannequin, il se tourne rapidement vers la télévision, et débute dans des séries, mini-séries et téléfilms (Another world, Swift justice, Unis, Four Corners et Seasons of love). Il participe également aux dramatiques "Harvest of fire" et "Rose Hill", une production au succès conséquent. Il fait ses premiers pas au cinéma en 2000 devant la caméra de Barry Levinson dans le drame "Liberty Heights", et connaît la révélation en 2001 avec "Un mariage trop parfait" d'Adam Shankman, dans lequel il incarne l'amoureux transi Massimo, qui tente désespérément d'obtenir la main de Jennifer Lopez.
La même année, il tient le rôle principal de "D'Artagnan" de Peter Hyams. Il sera ensuite à l'affiche de la comédie dramatique "Hysterical blindness" de Mira Nair, aux côtés de Gena Rowlands, Ben Gazzara, Juliette Lewis et Uma Thurman.
Il rencontra sa femme, Keisha, un agent, très tôt dans sa carrière. Ils ont officialisé leur union en 1993 et formé une petite famille au fil des ans. Il eut d'abort Isabella en 1997, suivie par les jumelles Maya et Kaila en 1999, puis Eva en 2001 et enfin Jackson en 2003.
C'est en 2005, en intégrant le casting d'une nouvelle série médical produite par ABC, que Justin se fait connaître du grand public. Il reprendra pour la troisième années consécutives le rôle d'Alex Karex dans Grey's Anatomy.
